Ứng dụng các giải pháp kỹ thuật xử lý nền đất yếu đường ôtô và sân bay

ứng dụng giải pháp kỹ thuật xử lý đất yếu đờng ô tô sân bay Biên soan & Trình bày: PGS Nguyễn Quang Chiêu, GS.TS.Nguyễn Xuân Đào Không ổn định Giảm chiều cao đắp Đắp theo giai đoạn Lún kéo dài Cột ba lát Đắp vật liệu nhẹ Cột đất gia cố vôi Đào thay toàn đất yếu Nền đặt cọc Cọc cát rãnh cát Thay phần đất yếu Đắp bè Gia tải tạm thời Các vùng đất yếu Việt Nam a) Đồng Bắc Bộ b) Đồng Nam Bộ Đất yếu đặc trng chủ yếu loại đất yếu Đất yếu đất có khả chịu tải nhỏ ( 0,5ữ daN /cm2) Tính nén lún lớn, hệ số rỗng lớn (e > 1) Môđun biến dạng thấp (Eo < 50 daN/cm2) Lực chống cắt nhỏ Các loại đất yếu thờng gặp: đất sét mềm, bùn, đất hữu cơ, than bùn Các vùng đất yếu Việt Nam a) Đồng Bắc Bộ b) Đồng Nam Bộ Các vấn đề phát sinh đắp đờng đất yếu Nền đắp ổn định đới hai hình thức Lún trồi Trợt sâu (thờng xẩy ra) Lún nhiều lún kéo dài Hai đầu cầu Đồng Niên km 49 + 300 Quốc lộ ( 3,3m) Km + 600 đờng Bắc Thăng Long Nội Bài (430mm) ảnh hởng xấu đến công trình xung quanh Hầm chui Văn Thánh (thành phố Hồ Chí Minh) Những cố đắp số đoạn đờng QL 1A Lún trồi đờng vào cầu vợt đờng sắt phía bắc cầu Hoàng Long Trợt sâu phía Nam cầu Trìa (km 732+100 QL1A, Quảng Trị) (07/2001): đắp cao 5,4m đất yếu Lún trồi km 121+325 ữ km 121+450 QL1A (Bắc Giang) (17/03/1999) Lún trồi km 120+880 ữ km 121+40 QL1A (Bắc Giang) (06/04/1999) Các vấn đề phát sinh chỗ tiếp giáp đờng vào cầu mố cầu đặt bệ cọc: Thi cụng bc thm Nỳt GT QL5 cu Thanh Trỡ 10 Xây dựng theo giai đoạn Giai đoạn Giai đoạn Lớp đệm thoát nớc Đất yếu Nguyên lý: Cờng độ đất tăng lên với ứng suất Nền đắp đợc đẵp thành đợt Kết thúc đợt thờng đạt đợc 80% độ cố kết Phơng pháp cần nhiều thời gian Thờng kết hợp với đờng thấm thẳng đứng 12 Phạm vi áp dụng Thi công Tất đắp đất sét mềm Xây dựng thành đợt, thời gian chờ đến vài tháng Kiểm tra chất lợng Đo độ lún đất yếu, Đo áp lực nớc lỗ rỗng Đo biến dạng ngang chân nên đắp Phải tính toán tăng lực dính đất yếu để định việc đắp tiếp lớp sau Ưu, nhợc điểm Kỹ thuật có hiệu kinh tế Thích hợp với đất cố kết nhanh (chiều dày mỏng) Cần nhiều thời gian Phải kiểm tra xác tốc độ cố kết Phải kết hợp với đờng thấm thẳng đứng đất yếu có chiều dày lớn, cố kết chậm 13 Bệ phản áp a) Trợt tròn a) Trợt tròn Mô men quay Mô men giữ Bệ phản áp Đất yếu b) Lún trồi b) Lún trồi Mô tả nguyên lý làm việc: Cải thiện độ ổn định đắp bệ phản áp Các bệ phản áp đối trọng chống lại trợt tròn (hình a), cải thiện độ ổn định chống lún trồi (hình b) 14 đắp Bệ phản áp ổn định đờng đất yếu Phạm vi áp dụng: Nền đắp thông thờng Nền đắp đờng vào cầu Thờng kết hợp với kỹ thuật khác Thi công: Không cần lu lèn không dùng làm đờng vận chuyển Kiểm tra chất lợng: Tơng tự với đắp thông thờng Ưu, nhợc điểm: Chiếm nhiều đất cần nhiều đất đắp Không có tác dụng trực tiếp với độ lún 15 Gia tải tạm thời: Mô tả nguyên lý làm việc: Tăng tải trọng tác dụng tạo độ lún 60-80% tổng độ lún đắp thi công Thời gian cần thiết để đạt đợc độ lún cuối đất dới đắp đợc rút ngắn Phạm vi áp dụng: Xử lý vấn đề lún sau đa đờng vào sử dụng Thờng kết hợp với đờng thấm thẳng đứng Thi công: Phần gia tải không cần lu lèn Kiểm tra chất lợng: Đo phân tích độ lún theo thời gian Ưu, nhợc điểm: Phụ thuộc vào giá vật liệu Thời gian gia tải (từ tháng đến năm) 16 Nguyên lý làm việc: Nền đắp nhẹ: Giảm trọng lợng đắp Việc chọn loại vật liệu liên quan đến độ giảm nhẹ yêu cầu, phụ thuộc vào việc phân tích địa kỹ thuật trờng Phạm vi áp dụng: Xử lý cục vấn đề độ ổn định lún Nền đắp đờng vào cầu xây dựng Mở rộng đờng Xử lý đất sụt Hạn chế trọng lợng đắp ống cống công trình ngầm Thi công: Từng loại vật liệu có phơng pháp thi công riêng Ngoài việc đắp vật liệu nhẹ phải tiến hành việc chuẩn bị trờng, cách ly vật liệu, bảo vệ chống xâm thực Kiểm tra chất lợng: Kiểm tra việc tuân thủ quy trình thi công Kiểm nghiệm sản phẩm sử dụng Ưu, nhợc điểm: điểm: Thi công nhanh Một số biện pháp tơng đối tốn 17 Tăng cờng vật liệu địa kỹ thuật Mô tả nguyên lý làm việc: Trải nhiều lớp vải địa kỹ thuật lới địa kỹ thuật đáy đắp Tăng cờng độ chịu kéo cải thiện độ ổn định Vải địa kỹ thuật có tác dụng làm đồng độ lún đất dới đắp Phạm vi áp dụng: Xử lý cục đắp không ổn định Vải địa kỹ thuật Đất yếu Thi công: Vải địa kỹ thuật trải cao trình quy định xây dựng Kiểm tra chất lợng: Kiểm tra số lợng điểm nối vải địa kỹ thuật Kiểm tra vải địa kỹ thuật (cờng độ chịu kéo, độ biến dạng) Ưu, nhợc điểm: Thích hợp với việc tăng cờng Cải thiện cờng độ chống trợt tròn không cải thiện đợc ổn định lún trồi Delgado 18 Thay đất xấu Mô tả nguyên lý làm việc: Đào bỏ đất xấu, thay vật liệu tốt lu lèn chặt Nền đắp Phạm vi áp dụng: Ap dụng với đờng mà lớp mặt đất hữu có biến dạng từ biến lớn ảnh hởng xấu kết cấu mặt đờng Công trình có thời hạn đa vào sử dụng ngắn Khi cao độ thiết kế gần với cao độ thiên nhiên Khi đặc trng đất yếu nhỏ Thi công: Thay đất dới nớc: Đào đất máy xúc gầu ngợc gầu quăng Thay đất không nhạy cảm với nớc Việc lu lèn bắt đầu đắp cao nớc Ưu, nhợc điểm: Biện pháp hiệu nhng đắt tiền 19 Đờng thấm thẳng đứng: Mô tả nguyên lý làm việc: Làm tăng nhanh độ lún cố kết đất dính bão hoà đất có độ thấm nhỏ Thời gian cố kết đất tỷ lệ thuận với bình ph ơng khoảng cách thoát nớc Rút ngắn cự ly thoát nớc, khống chế đợc tốc độ cố kết Các đờng thấm thẳng đứng làm cát, bấc thấm (PVD Polymer Vertical Drain) Nớc thoát khỏi đờng thấm đợc lớp đệm cát d ới đắp thu thập thoát khỏi phạm vi đờng Phạm vi áp dụng: Các lớp đất sét sét mềm chiều dày từ đến 50m Các đờng thấm thẳng đứng kết hợp với biện pháp gia tải tạm thời Tốt nên dùng phơng pháp cố kết chân không Thi công: Giếng cát đờng kính từ 20 đến 50cm đợc thi công khoan xối nớc để hạ ống kín rót cát vào Bấc thấm đợc cuộn thành cuộn cắm vào đất yếu qua ống lồng Kiểm tra chất lợng: Kiểm tra chất lợng đờng thấm thi công Chiều dày hệ số thấm lớp đệm cát thoát nớc, chiều dài đờng thấm, độ lún bề mặt 20 Cột Balát (cột vật liệu rời) Mô tả nguyên lý làm việc: Hệ thống cột balát đầm chặt đợc tạo thành đất nhờ đầm dùi chấn động cách hạ ống rỗng Các cột có tác dụng nh điểm tăng cờng đất mềm Cải thiện độ ổn định giảm nhỏ độ lún Tác dụng thoát nớc thẳng đứng Phạm vi áp dụng: Làm móng nhà bể chứa Tăng cờng đoạn chuyển tiếp cầu đờng (trên móng cọc), đắp Thi công: Đầm dùi chấn động ống đóng đợc lắp máy xúc bánh xích để tạo lỗ đất yếu Rót đá balát sắc cạnh vào lỗ đầm chặt chấn động để tạo thành cột đá balát từ 60 đến 120cm Kiểm tra chất lợng: Kiểm tra thông số thi công: thể tích đá balát, lợng chấn động Kiểm tra đặc trng học cột thiết bị xuyên, làm thí nghiệm chất tải cột Ưu, nhợc điểm: Chiều sâu xử lý vào khoảng 15m trở lại, giá thành tơng đối cao 21 10 Cột đất gia cố vôi xi măng: Mô tả nguyên lý làm việc: Kỹ thuật đợc sử dụng thích hợp với đất sét mềm Trộn đất chỗ với vôi sống với xi măng máy khoan trộn chuyên dụng Sau thi công đợc cột có cờng độ định, cải thiện đợc độ ổn định giảm nhỏ độ lún 22 Phạm vi áp dụng: Thi công: Sử dụng máy khoan trộn chuyên dụng Kiểm tra chất lợng: Nền móng nhà Đoạn chuyển tiếp cầu đắp Các tờng chắn hố đào Kiểm tra thể tích vôi xi măng đa vào Kiểm định đặc trng học cột Trong trình thi công phải làm số thí nghiệm cần thiết để kiểm tra lu lợng cân đong có phù hợp không Ưu, nhợc điểm: Kỹ thuật phổ biến xử lý diện rộng Yêu cầu phải có đơn vị thi công chuyên nghiệp 23 11 Nền đắp móng cọc: Mô tả nguyên lý làm việc: Tải trọng đắp đợc truyền xuống cứng thông qua cọc đóng cách cự ly định Trên cọc đặt để truyền phần tải trọng đắp lên cọc Kỹ thuật cho phép cải thiện độ ổn định giảm độ lún Phạm vi áp dụng: Nền đắp đờng vào cầu đặt móng cọc Các khu vực cục cần khống chế chặt chẽ độ lún đến vài centimet Kiểm tra chất lợng: Các kỹ thuật sử dụng để kiểm tra cọc Ưu, nhợc điểm: Dễ thi công có hiệu cao Tính toán phức tạp nhng tin cậy Kỹ thuật đắt tiền, cần đơn vị thi công chuyên nghiệp 24 Với công trình sân bay đặc điểm (diện tích khu bay rộng, độ dốc dọc nhỏ (1ữ 2%), thờng đặt địa hình phẳng, chiều cao đắp thờng nhỏ (h = 1ữ 2m), vấn đề ổn định, lún, ảnh h ởng xấu đến công trình lân cận xây dựng đất yếu không thành vấn đề nh với đờng ôtô Việc xây dựng đắp số sân bay đất yếu Việt Nam nh sân bay Cát Bi (Hải Phòng), Rạch Giá, Cà Mau, Cần Thơ đồng sông Cửu Long năm gần áp dụng biện pháp tăng cờng bẳng vải địa kỹ thuật đáy đắp để lu lèn đờng đạt độ chặt yêu cầu Do yêu cầu cao đắp đất nhỏ, đất yếu đồng nhất, lại có lớp vỏ đất sét dẻo cứng dày 3m mặt nên việc xây dựng khai thác sân bay tiến hành bình thờng 25 Không ổn định Giảm chiều cao đắp Đắp theo giai đoạn Lún kéo dài Cột ba lát Đắp vật liệu nhẹ Cột đất gia cố vôi Đào thay toàn đất yếu Nền đặt cọc Cọc cát rãnh cát Thay phần đất yếu Đắp bè Gia tải tạm thời Cám ơn bạn quan tâm theo dõi ! 26 [...]... nghiệm các sản phẩm sử dụng Ưu, nhợc điểm: điểm: Thi công nhanh Một số biện pháp tơng đối tốn kém 17 5 Tăng cờng bằng vật liệu địa kỹ thuật Mô tả và nguyên lý làm việc: Trải một hoặc nhiều lớp vải địa kỹ thuật hoặc lới địa kỹ thuật ở đáy của nền đắp Tăng cờng độ chịu kéo và cải thiện độ ổn định Vải địa kỹ thuật có tác dụng làm đồng đều độ lún của đất dới nền đắp Phạm vi áp dụng: Xử lý cục bộ các nền. .. cao nền đắp thờng nhỏ (h = 1ữ 2m), vì vậy các vấn đề ổn định, lún, ảnh h ởng xấu đến các công trình lân cận khi xây dựng trên nền đất yếu không thành vấn đề nh với đờng ôtô Việc xây dựng nền đắp của một số sân bay trên nền đất yếu ở Việt Nam nh các sân bay Cát Bi (Hải Phòng), Rạch Giá, Cà Mau, Cần Thơ ở đồng bằng sông Cửu Long những năm gần đây cũng chỉ áp dụng biện pháp tăng cờng bẳng vải địa kỹ thuật. . .Các giải pháp chính xử lý ổn định, lún của nền đắp trên đất yếu Không ổn định Bệ phản áp Giảm chiều cao đắp Đắp theo giai đoạn Lún kéo dài Cột ba lát Đắp bằng vật liệu nhẹ Cột đất gia cố vôi Đào thay toàn bộ đất yếu Nền đặt trên cọc Cọc cát và rãnh cát Thay một phần đất yếu Đắp trên bè Gia tải tạm thời 11 1 Xây dựng theo giai đoạn Giai đoạn 2 Giai đoạn 1 Lớp đệm thoát nớc Đất yếu Nguyên lý: ... bỏ đất xấu, thay bằng các vật liệu tốt và lu lèn chặt Nền đắp Phạm vi áp dụng: Ap dụng với các đờng mà lớp mặt là đất hữu cơ có biến dạng từ biến lớn và ảnh hởng xấu đối với kết cấu mặt đờng Công trình có thời hạn đa vào sử dụng ngắn Khi cao độ thiết kế gần với cao độ thiên nhiên Khi các đặc trng của đất yếu nhỏ Thi công: Thay đất dới nớc: Đào đất bằng máy xúc gầu ngợc hoặc gầu quăng Thay bằng đất. .. các nền đắp thông thờng Ưu, nhợc điểm: Chiếm nhiều đất và cần nhiều đất đắp Không có tác dụng trực tiếp với độ lún 15 3 Gia tải tạm thời: Mô tả và nguyên lý làm việc: Tăng tải trọng tác dụng tạo một độ lún bằng 60-80% tổng độ lún của nền đắp khi thi công Thời gian cần thiết để đạt đợc độ lún cuối cùng của đất dới nền đắp sẽ đợc rút ngắn Phạm vi áp dụng: Xử lý các vấn đề về lún sau khi đa đờng vào... lún Phạm vi áp dụng: Nền đắp của đờng vào cầu đặt trên móng cọc Các khu vực cục bộ cần khống chế chặt chẽ độ lún đến vài centimet Kiểm tra chất lợng: Các kỹ thuật sử dụng để kiểm tra các cọc Ưu, nhợc điểm: Dễ thi công và có hiệu quả cao Tính toán phức tạp nhng tin cậy Kỹ thuật đắt tiền, cần đơn vị thi công chuyên nghiệp 24 Với công trình sân bay do đặc điểm của nó (diện tích khu bay rộng, độ... nhợc điểm: Kỹ thuật này ít phổ biến khi xử lý trên diện rộng Yêu cầu phải có đơn vị thi công chuyên nghiệp 23 11 Nền đắp trên móng cọc: Mô tả và nguyên lý làm việc: Tải trọng của nền đắp đợc truyền xuống nền cứng thông qua các cọc đóng cách nhau một cự ly nhất định Trên mỗi cọc đặt một tấm bản để truyền một phần tải trọng của nền đắp lên cọc Kỹ thuật này cho phép cải thiện độ ổn định và giảm độ lún... thuật trên đáy nền đắp để có thể lu lèn nền đờng đạt độ chặt yêu cầu Do yêu cầu cao đắp đất nhỏ, nền đất yếu khá đồng nhất, lại có lớp vỏ đất sét dẻo cứng dày 2 3m ở trên mặt nên việc xây dựng và khai thác các sân bay trên đây tiến hành bình thờng 25 Không ổn định Giảm chiều cao đắp Đắp theo giai đoạn Lún kéo dài Cột ba lát Đắp bằng vật liệu nhẹ Cột đất gia cố vôi Đào thay toàn bộ đất yếu Nền đặt trên... yếu b) Lún trồi b) Lún trồi Mô tả và nguyên lý làm việc: Cải thiện độ ổn định của nền đắp bằng các bệ phản áp Các bệ phản áp là các đối trọng chống lại sự trợt tròn (hình a), cải thiện độ ổn định chống lún trồi (hình b) 14 đắp Bệ phản áp ổn định nền đờng trên đất yếu Phạm vi áp dụng: Nền đắp thông thờng Nền đắp đờng vào cầu Thờng kết hợp với các kỹ thuật khác Thi công: Không cần lu lèn nếu không... Nguyên lý: Cờng độ của đất tăng lên cùng với các ứng suất Nền đắp đợc đẵp thành các đợt Kết thúc mỗi đợt thờng đạt đợc 80% độ cố kết Phơng pháp này cần nhiều thời gian Thờng kết hợp với đờng thấm thẳng ứng 12 Phạm vi áp dụng Thi công Tất cả các nền đắp trên đất sét mềm Xây dựng thành từng đợt, thời gian chờ có thể đến vài tháng Kiểm tra chất lợng Đo độ lún của đất yếu, Đo áp lực nớc lỗ rỗng